KR200454635Y1 - 음높이 조절이 가능한 음향 발생 구조물 및 이를 포함하는 방파제 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 해수 유입구; 상기 해수 유입구와 연결된 공기 전달 호스; 상기 공기 전달 호스의 말단과 연결된 울림통; 상기 울림통과 연결되고 음높이(pitch) 조절용 개구부가 하나 이상 형성된 관을 포함하는 음향 발생 구조물, 및 상기 음향 발생 구조물을 포함하는 방파제에 관한 것이다. 본 고안에 따른 음향 발생 구조물은 해수의 유입에 따라 내부에 공기 흐름이 발생함으로써 소리가 발생하므로 유지비가 거의 들지 않고, 이를 방파제 등에 설치하여 관광객이 음높이를 직접 조절할 수 있으므로 관광자원 및 랜드마크로서의 기능을 할 수 있으며, 미적 효과 및 음향 효과를 동시에 얻을 수 있다.
파도, 음향 발생, 음높이 조절, 방파제
Description
본 고안은 해수를 이용한 음향 발생 구조물, 및 상기 음향 발생 구조물을 포함하는 방파제에 관한 것이다. 구체적으로, 본 고안은 음높이 조절이 가능한 음향 발생 구조물 및 상기 음향 발생 구조물을 포함하는 방파제에 관한 것이다.
우리나라는 부족한 국토 공간, 경제발전에 따른 토지수요의 증가, 육상 환경오염 등의 당면과제를 해결하기 위하여 공유수면의 간척과 매립을 통한 공업단지 및 항만 조성, 인공섬 또는 해상공항의 건설 등 연안의 공간 이용 및 해양친수공간 이용에 대한 욕구가 증가하고 있는 상황이다.
이에 따라, 해안에 방파제 등 수많은 구조물이 설치되어 있지만, 이러한 구조물들은 외파 방지와 같은 기능적 측면만 강조되어 있을 뿐, 미적 측면이나 관광자원적 측면은 전혀 고려되지 않는 경우가 많다.
삼면이 바다로 둘러싸여 있으면서도 일부 지역을 제외하고는 관광 자원화가 뒤쳐져 있고, 국토의 균형적인 발전도 불충분한 우리나라의 실정상, 새로이 건설되는 해안 구조물뿐만 아니라 기존의 해안 구조물도 관광 자원화하여 지역 경제 활성 화에 기여하고자 하는 노력이 절실하다.
우연한 구조적 조합으로 인해 바람이나 파도가 심하게 발생할 경우 파이프 오르간과 같은 소리가 희미하게 발생한 것만으로도 관광 명소가 된 영진항 방파제 사례에서 볼 수 있듯이, 특색 있는 기능성 해안 구조물이 충분히 관광 자원으로서 역할을 할 수 있지만, 이에 대한 연구 개발은 여전히 불충분하다는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 방파제에 설치되어 해수의 유입에 의해 발생한 공기 흐름에 따라 소리를 발생시키며, 발생되는 소리의 높이를 단순한 조작에 의해 변화시킬 수 있는 음향 발생 구조물을 제공하는 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 상기 음향 발생 구조물이 구비된 방파제를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 측면은 해수 유입구; 상기 해수 유입구와 연결된 공기 전달 호스; 상기 공기 전달 호스의 말단과 연결된 울림통; 및 상기 울림통과 연결되고 음높이 조절용 개구부가 하나 이상 형성된 관을 포함하는, 음향 발생 구조물을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 두 번째 측면은 상기 음향 발생 구조물이 구비된 방파제를 제공한다.
본 고안에 따른 음향 발생 구조물 및 이를 포함한 방파제는, 기능적 측면만 강조되어 있는 해안 구조물에 심미감을 부여하고, 음향 효과를 나타내게 하며, 특히 간단한 조작을 통해 관광객이 직접 소리의 높이를 변화시킬 수 있기 때문에 지역의 명소로서 관광 수입에 증대를 가져올 수 있으며, 특정 지역을 상징하는 랜드 마크로서의 기능을 할 수 있다.
또한, 해수가 상기 음향 발생 구조물의 내부를 통과하여 외부로 분사될 경우, 해수의 파랑에너지가 위치에너지로 변환되어 상쇄되므로, 방파제의 파도 차단 효과가 증가될 수 있다.
이하, 본 고안을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 고안의 일 측면은, 해수 유입구; 상기 해수 유입구와 연결된 공기 전달 호스; 상기 공기 전달 호스의 말단과 연결된 울림통; 및 상기 울림통과 연결되고 음높이 조절용 개구부가 하나 이상 형성된 관을 포함하는, 음향 발생 구조물에 관한 것이다.
상기 울림통은 그 내부에 개관형, 폐관형 또는 리드형 음향관이 구비되어 있는 것으로서 공기가 통과할 경우 소리를 발생시킬 수 있는 것을 의미한다. 상기 음향관의 소리 발생 방식에 제한은 없으나, 유입되는 해수의 양이 많을 경우를 대비하여 개관형인 것이 바람직하다.
상기 울림통은 원통형인 것이 바람직하고, 상기 울림통의 길이는 특별히 한정되는 것이 아니지만 발생되는 소리의 높이에 따라 적절히 결정될 수 있다.
공기의 통과에 의해 울림통에서 소리가 발생될 수 있다면, 공기가 상기 울림통을 통과하는 방향은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 상기 해수 유입구에 해수가 유입됨에 따라 상기 음향 발생 구조물 내부에 있던 공기가 상기 공기 전달 호스를 통해 외부로 전달되면서 상기 울림통을 통과할 수도 있고(즉, 해수 유입구 방향에서 울림통 방향으로 공기가 흐름), 또는 상기 해수 유입구에 유입되었던 해수가 빠져 나감에 따라 상기 음향 발생 구조물 외부에 있던 공기가 상기 울림통을 통과한 후 상기 공기 전달 호스 방향으로 이동할 수도 있다(즉, 울림통 방향에서 해수 유입구 방향으로 공기가 흐름).
본 고안에 따른 음향 발생 구조물에서 발생하는 소리의 높이는 상기 음향 발생 구조물에 구비된 음높이 조절용 개구부의 전부 또는 일부를 차단함으로써 변화될 수 있다. 상기 음높이 조절용 개구부는 해수와 접촉되지 않는 곳으로서 사람의 손이 미치는 곳에 배치되는 것이 바람직하며, 개구부의 형태는 원형, 타원형, 사각형 등이 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 음향 발생 구조물의 음높이 조절의 원리는 리코오더의 원리와 유사하나, 공기의 주입이 해수의 유입에 의해 이루어지고, 상기 음높이 조절용 개구부를 사람의 손가락이 아닌 손바닥 또는 발바닥과 같은 신체 일부를 사용하거나 기타 물품을 사용하여 차단한다는 점에서 차이가 있다. 상기 음높이 조절용 개구부의 면적은 어린 아이의 손바닥 또는 발바닥에 의해 차단될 수 있는 정도인 것이 바람직하며, 약 10 ㎠ ~ 50 ㎠인 것이 더욱 바람직하다.
울림통에서 소리가 발생될 정도로 공기가 빠르게 통과하기 위해서는 울림통의 단면적이 해수 유입구의 면적보다 좁은 것이 바람직하다. 이는, 유체가 통과하는 통로의 단면적이 좁을수록 통과 속도는 빨라지는 현상으로 이해할 수 있다.
본 고안에 따른 음향 발생 구조물에 있어서, 상기 해수 유입구 및 상기 공기 전달 호스는 각각 두 개 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 두 개 이상의 해수 유입구의 해수면으로부터의 높이는 서로 상이한 것이 바람직하다. 이는 조석간만의 차이에 의해 해수면의 높이가 달라져도 항상 소리가 발생할 수 있도록 하기 위함이다.
예컨대, 서해의 경우 시간에 따라 해수면의 최저 및 최고 높이의 차이는 약 7~9 m 정도까지 나타날 수 있다. 즉, 해수면의 높이가 낮을 경우에는 하부에 설치된 해수 유입구에 해수가 유입됨으로써 발생되는 공기 흐름에 의해 소리가 발생할 수 있다. 그러나, 해수면의 높이가 높을 경우에는 하부의 해수 유입구가 해수면 아래에 잠겨서 해수 유입에 따른 공기 흐름이 발생되지 않게 되므로 해수면 상부에 설치된 해수 유입구에 유입되는 해수에 의해 소리가 발생되게 된다.
상기와 같은 원리에 의해 해수면 높이의 변화에 관계없이 항상 소리가 발생되기 위해서는, 두 개 이상의 해수 유입구가 최저 해수면 높이부터 최고 해수면 높이까지 일정 높이 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 하부에 설치된 해수 유입구에 해수가 유입됨으로써 공기 흐름이 발생되더라도 상부에 설치된 해수 유입구를 통해 공기가 새어 나간다면 충분한 양의 공기가 음향관으로 전달될 수 없게 된다. 따라서, 최하부에 설치된 해수 유입구를 제외한 다른 해수 유입구와 연결된 공기 전달 호스에는 역류 방지판이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 역류 방지판은, 공기가 해수 유입구 방향으로부터 음향관 방향으로 이동할 수 있고, 음향관 방향으로부터 해수 유입구 방향으로는 이동할 수 없도록 작용하는 장치를 의미한다. 상기 역류 방지판은 두 개 이상의 공기 전달 호스가 분기 되는 지점과 가까운 곳에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 음향 발생 구조물은 플라스틱 또는 금속으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 공기가 새어나가지 않는 재료이면 무엇이든 가능하다. 바람직한 재료는 FRP(fiber reinforced plastic), PTFE(polytetrafluoroethylene) 또는 스테인레스 스틸(stainless steel, SUS) 등이 있으며, 특히 해수와 접촉할 가능성이 큰 부분은 염분에 의한 부식 방지를 위하여 PTFE 또는 스테인레스 스틸을 사용하여 제조하는 것이 가장 바람직하다.
상기 음향 발생 구조물의 외부, 특히 음높이 조절용 개구부의 주변에 조형물 또는 조명 장치를 추가로 설치하여 미적 측면을 더욱 강조할 수 있다.
본 고안의 두 번째 측면은 상기 음향 발생 구조물이 하나 이상 구비된 방파제에 관한 것이다.
본 고안에서 방파제라 함은 해수 범람 방지를 위한 제방, 방파제, 방조제 등을 모두 포함하는 의미이다.
상기 방파제에 구비되는 음향 발생 구조물은 2 이상일 수 있으며, 이 경우에 음향 발생 구조물의 울림통 및 내부의 음향관의 길이를 상이하게 하여 각각이 상이한 옥타브의 소리를 발생시킬 수 있도록 설계할 수 있다.
상기 음향 발생 구조물은 하나 이상의 해수 유입구가 방파제의 바다 방향 면에 구비되고, 하나 이상의 음높이 조절용 개구부가 상기 방파제의 윗면에 구비되도록 설치될 수 있다.
만약, 해수의 유입량이 상기 음향 발생 구조물의 내부 용량을 초과한다면, 해수가 상기 음향 발생 구조물의 공기 전달 호스 및 울림통을 통과하여 외부로 분사될 수 있다. 이때, 횡방향의 조석 에너지(운동 에너지)가 높이 방향으로 분사되어 위치 에너지로 변환되어 상쇄되므로, 방파제의 침식 방지 기능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 분수 형태로 분사되는 해수 모습을 관광자원으로 활용할 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 고안에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도면은 본 고안을 예시하기 위한 것으로서, 본 고안의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 고안에 따른 음향 발생 구조물이 방파제에 설치된 예를 나타낸 투시 단면도이다.
도 1의 음향 발생 구조물은 3 개의 해수 유입구(2); 상기 3 개의 해수 유입구(2) 각각에 연결된 3 개의 공기 전달 호스(3); 울림통(4); 및 음높이 조절용 개구부(6)가 하나 이상 형성된 관으로 구성되어 있으며, 방파제(1)에 설치되어 있다. 상기 3 개의 공기 전달 호스(3) 중 최하부를 제외한 공기 전달 호스에는 역류 방지판(4)이 설치되어 공기가 역방향으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 고안에 다른 음향 발생 구조물의 역류 방지판(4)의 예를 나타낸 단면도이다. 역류 방지판(4)은 도 2의 (1)~(3)을 통해 알 수 있는 바와 같이 일 방향으로만 굽혀지도록 설계되어 있다. 도 2의 (2)는 공기가 정방향으로 흐를 때 역 류 방지판(4)이 열리는 상태를 나타내고, (3)은 공기가 역방향으로 흐를 때 역류 방지판(4)이 닫히는 상태를 나타낸다. 따라서, 공기 또는 물이 일 방향으로만 흐를 수 있다.
도 3은 본 고안에 따른 음향 발생 구조물의 울림통 내부에 구비된 음향관의 단면도이다. 각각 개관형(7), 폐관형(8) 및 리드형(9)으로 구분될 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 음향 발생 구조물이 설치된 방파제의 일례를 나타낸 투시단면도이다.
도 2는 본 고안에 다른 음향 발생 구조물의 역류 방지판의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 고안에 따른 음향 발생 구조물의 울림통 내부에 구비된 음향관의 단면도이다.
<도면의 주요부에 대한 부호의 설명>
1. 방파제
2. 해수 유입구
3. 공기 전달 호스
4. 역류 방지판
5. 울림통
6. 음높이 조절용 개구부
7. 개관형 음향관
8. 폐관형 음향관
9. 리드형 음향관
10. 리드
Claims (9)
- 해수 유입구; 상기 해수 유입구와 연결된 공기 전달 호스; 상기 공기 전달 호스의 말단과 연결된 울림통; 및 상기 울림통과 연결되고 음높이 조절용 개구부가 하나 이상 형성된 관을 포함하는, 음향 발생 구조물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 울림통 내부에 개관형, 폐관형 또는 리드형 음향관이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는, 음향 발생 구조물.
- 청구항 2에 있어서, 상기 음향 발생 구조물 내부의 공기가 상기 해수 유입구로 유입된 해수에 의하여 이동하면서 상기 음향관을 통과함으로써 소리를 발생시키는 것을 특징으로 하는, 음향 발생 구조물.
- 청구항 3에 있어서, 상기 음높이 조절용 개구부의 전부 또는 일부를 차단함으로써 상기 음향관에서 발생되는 소리의 높이가 변화되는 것을 특징으로 하는, 음향 발생 구조물.
- 청구항 1에 있어서 상기 해수 유입구 및 상기 공기 전달 호스는 각각 두 개 이상인 것을 특징으로 하는, 음향 발생 구조물.
- 청구항 5에 있어서, 상기 두 개 이상의 해수 유입구의 해수면으로부터의 높이는 서로 상이한 것을 특징으로 하는, 음향 발생 구조물.
- 청구항 6에 있어서, 상기 두 개 이상의 공기 전달 호스 중 하나 이상의 공기 전달 호스는 역류 방지판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음향 발생 구조물.
- 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 음향 발생 구조물이 하나 이상 구비된 것을 특징으로 하는, 방파제.
- 청구항 8에 있어서, 상기 음향 발생 구조물은 하나 이상의 해수 유입구가 상기 방파제의 바다 방향 면에 구비되고, 하나 이상의 음높이 조절용 개구부가 상기 방파제의 윗면에 구비되도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 방파제.
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